Relátório 5 - Conservação de Energia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – ICE
LABORATÓRIO DE FÍSICA
 CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
Enderson Nicolas
Larissa dos Santos Barroso 
Sauan Lima
Manaus-AM
2019
Relatório apresentado a Professora DANIELA MENEGON TRICHES, para obtenção de nota da disciplina (IEF992) LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL I.
Manaus-AM
2019
Resumo  
Neste relatório iremos determinar as funções espaço-tempo e velocidade, iremos determinar a conservação de energia mecânica do sistema. Foi realizado toda uma análise de cálculos para a realização das tabelas anexas no final do relatório, os cálculos foram feitos no caderno e anexado as fotos no mesmo.
Introdução 
Esse relatório referente a unidade V –conservação da energia, tem como objetivo determina as funções espaço – tempo e velocidade – tempo através dessas obtermos o momento de conservação da energia mecânica do sistema.
Inicialmente podemos citar a energia no sistema mecânico simples, sem atrito, em que a energia cinética e potencial podem desempenhar o mesmo papel e mais tarde incluiremos sistemas nos quais podem ocorrer o atrito e outras forças dissipadas, com isso usaremos generalizações que permitem incorporar outros tipos de energia, tornando o princípio da conservação de energia uma das leis físicas, mais gerais e mais amplamente aplicáveis.
Fundamento Teórico 
 
A energia total Iz do disco maxwell, massa m e o momento de inercia Iz ao redor do seu eixo de rotação, é composto de energia potencial gravitacional Ep, energia de translação Et e energia de rotação Er:
 
 
Aqui, indica a velocidade angular, a velocidade translacional, a aceleração da gravidade e a altura.
Assim, temos a relação:
 
 
E 
 
Onde R é o raio do eixo.
2.1 A relação entre o aumento no ângulo e o decrescimento na altura no disco de Maxwell.
Neste caso, g Ø é paralelo a S é W Ø perpendicular a R ,mg,s=-mgs e v =wr, então obtermos : 
 
Uma vez que a energia total E é constante no tempo, a derivação da eq.(5.1) nos leva a:
 
Onde as condições iniciais são s(0) = v (0) = 0.
A velocidade e a posição são dadas por
Metodologia Experimental
MATERIAL NECESSÁRIO 
1 Disco de maxwell.
1 barreira de luz cronometro digital.
1 régua milimétrada da 1000mm com 2 cursores. 
1 Dispositivo de liberação
2 Haste quadrada
2 Grampo duplo
1 Suporte de base
4 Corda de conexão
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Usando o disco de Maxwell desenrolado, fixe o centro do mesmo como o ponto final.
Fixe outro ponto (por exemplo 200mm), anote esta distância e obtenha o tempo que o disco percorre a mesma. Repita esta medida 3 vezes e tire uma média.
Em seguida para o cálculo da velocidade instantânea, obtenha o tempo de passagem do cilindro vermelho do disco no ponto final. Repita esta medida 3 vezes e tire uma média.
Repita este procedimento para as alturas de 200, 300, 400, 500 e 600mm 
Resultados e Análise de Dados
Tabela 1:
	∆S(m)
	Media(t)
	Media (s)
	0,2
	4,153
	0,81
	0,3
	4,945
	0,66
	0,4
	5,815
	0,58
	0,5
	6,428
	0,55
	0.6
	6,962
	0,53
	MASSA DO DISCO m = 0,436
 RAIO DO EIXO r =2,5 mm
 rv =10,35mm
 rv=0,01035m
 Calculo da velocidade estantânea.
 
Tabela 2:
	 Tempo medio (s)
	 Altura(m) 
	Velocidade estantânea m/s
	 4,153
	 0,2
	 0,25
	 4,945
	 0,3
	 0,31
	 5,815
	 0,4
	 0,36
	 6,428 
	 0,5
	 0,38
	 6,962
	 0,6
	 0,39
	
	
	
 
Calculo do momento inércia
1.
.
2.
3.
4.
5.
Momento de inércia:
	 Inércia (kg.m2)
	 ∆S
	 S(t)
	 1,15
	 0,2
	 4,153
	 1,08
	 0,3
	 4,945
	 1,03
	 0,4
	 5,815
	 1,10
	 0,5
	 6,428
	 1,07
	 0,6
	 6,962
 CALCULOS DA Ep = Et,Er
Ep
U= P.h
P= m.g
P= 0,436 x 9,8
P = 4,2728 N
U1 = 4,2728 x h
U1 = 4,2728 x 0,2
U1 = 0,85456 J
U2 = 4,2728 x 0,3
U2 = 1,28184 J
U3 = 4,2728 x 0,4
U3 = 1,70912 J
U4 = 4,2728 x 0,5
U4 = 2,1364 J
U5 = 4,2728 x 0,6
U5 = 2,56368 J
Et
Et
Tabela Ep/,Et e Er
	 U(J)
	 Et(j)
	 Er
	 0,85
	 0,014
	 6,0x10^-3
	 1,28
	 0,021
	 8,5x10^-3
	 1,71
	 0,028
	 11,5x10^-3
	 2,14
	 0,031
	 12.5x10^-3
	 2,56
	 0,033
	 13,0x10^-3
Conclusão:
Determinamos as funções espaço - tempo e velocidade - tempo e através desses resultados, obtermos o momento de inércia ao redor de seu eixo de rotação, calculamos a energia cinética de rotação, energia cinética de translação, energia potencial gravitacional, a aceleração e a velocidade instantânea do cilindro vermelho e a aceleração.
Observamos que a Energia Potencial Gravitacional depende do nível horizontal de referência utilizado para a medida da altura (S) em Energia Potencial gravitacional.
Com isso, através da análise dos resultados encontrados, conclui-se que os objetivos foram alcançados apenas com um pouco de dúvida no cálculo do momento de inércia.
Referencias:
Manual de Física
Halliday, David. Fundamentos da Física. 8 ° ed. Rio de Janeiro: LTC. 2009